雅克-9戰斗機由雅克-7發展而來。

1942年夏季，蘇聯航空工業的鋁合金供應略有增加，促使設計師們研制出一款輕型遠程戰斗機——雅克7DI。機翼內部的木質翼梁被硬鋁合金翼梁取代。機翼重量減輕，節省下來的重量被用于增加燃油和安裝更大口徑的機炮。試飛過程進展順利，隨即該機投入批量生產，并更名為雅克-9。

盡管翼梁改為硬鋁材質，但翼肋和縱梁仍為木質，機翼蒙皮為膠合板，尾翼采用織物蒙皮，只有機頭部分覆蓋硬鋁合金蒙皮?？梢哉f，雅克-9仍然是一款混合材質戰斗機，這充分說明在當時的蘇聯，航空硬鋁仍然是相當珍貴的材料。飛行員后方安裝了一塊裝甲板，座艙罩前后均覆蓋防彈玻璃。

1943年夏，庫爾斯克戰役期間，量產型雅克-9戰斗機的木質機翼蒙皮會在空中脫落，這是因為生產工藝尚不成熟。作戰部隊及時反饋了這一缺陷，工廠立即著手對戰斗機進行修改。直到1944年5月，在雅克-9M戰斗機上才最終解決了這個問題。

這款戰斗機是專門為戰時生產而設計的，大部分零部件都直接來自組裝它的工廠。它的設計簡單明了。由于它與性能可靠的雅克-1戰斗機有著密切聯系，普通的一線飛行員很快就能掌握它的操縱技術。

1942～1945年，蘇聯共生產了14579架雅克-9戰斗機，到1948年停產時，總產量更是達到了16769架。沒有任何蘇聯戰斗機的產量能與之匹敵。1944年中，在前線作戰的雅克-9系列戰斗機的數量已經超過了其他所有戰斗機的總和。

雅克-9系列中最著名的是雅克-9T，機頭安裝的一門NS-37型37mm機炮安裝在氣缸體之間的空隙內，通過空心螺旋槳軸發射炮彈。由于機炮較長，為了避免發生干擾，駕駛艙不得不向后移動0.4米。

飛行員著陸時的前方視野變差了，但后方視野卻有所改善。735克的彈丸可以擊穿30mm厚的裝甲，一擊即可擊落一架轟炸機。雅克-9T可以在1000～1200米外對敵方轟炸機編隊開火，比傳統機炮的射程要遠得多。

安裝37mm機炮的代價是巨大的后坐力：低速飛行時，如果開炮飛機會發生搖擺，只有第一發炮彈是按照瞄準方向飛出的，之后飛機就會偏離瞄準線。而且雅克-9T只能攜帶30～32發37mm炮彈，飛行員接受的訓練是以兩三發的短點射方式作戰。1943年3月～1945年6月，共生產了2748架雅克-9T戰斗機。

雅克-9K戰斗機裝備的是NS-45型45mm機炮。炮管與變速箱軸之間的縫隙只有0.75mm。NS-45開火時后坐力高達7噸，炮口制退器可以抵消其中85%的后坐力。只用一兩發45mm炮彈即可擊落一架大型飛機，但NS-45的可靠性不高，所以蘇聯只生產了53架雅克-9戰斗機進行測試。

雅克-9B在駕駛艙后方安裝了一個炸彈艙，分為四個傾斜75°的彈艙。彈艙內可以裝載四枚FAB-100航空炸彈或128枚PTAB反坦克炸彈。

在200千克的正常載荷下，雅克-9B對飛行員的操控動作反應靈敏，當載荷達到400千克時，戰斗機就會變得不穩定，此時只有經驗豐富的飛行員才能駕駛。雅克-9B共生產了109架。1944～1945年冬季的兩個月里，雅克-9B投放了150噸炸彈，飛行員聲稱擊毀了29輛坦克、11輛裝甲車、1000多輛汽車和18臺蒸汽機車。

雅克-9D機身內部設置了四個油箱，最大航程增加到1400千米。雅克-9DD戰斗機的航程增加到1800千米。

1944年8月，12架雅克-9D戰斗機在A-20“波士頓”攻擊機的引導下，從意大利巴爾蒂不間斷飛行1300千米，飛越敵占區抵達巴里。抵達后，它們為運送南斯拉夫游擊隊補給的運輸機提供掩護，并為B-17和B-24重型轟炸機護航。整個任務過程中，這些飛機從未發生故障。

東線轉折點出現在1943年夏的庫爾斯克戰役。蘇聯空軍新型的拉-5和拉-5FN戰斗機，以及幾種雅克-9戰斗機向納粹德軍發起了挑戰。

蘇聯空軍逐漸奪取了制空權，從那個夏天到二戰結束，雅克-9與拉沃奇金設計的拉-5和拉-7戰斗機配合，牢牢掌握住制空權，納粹德國空軍再也無力抵抗。

諾曼底航空團的法國飛行員也換裝了雅克-9。1942年末，該中隊在蘇聯境內組建，并以占領期間遭受苦難最嚴重的法國省份命名。在伊萬諾沃接受換裝訓練的法國飛行員可以選擇蘇聯的雅克戰斗機和美國的P-39“空中飛蛇”戰斗機，最終他們選擇了雅克-9。

1943年4月，該團的法國飛行員使用雅克-1戰斗機擊落了第一架納粹德軍飛機，隨后他們換裝雅克-9，最終換為更輕巧的雅克-3。

原先的法國機械師被更熟悉雅克戰斗機的蘇聯機械師取代。1944年10月16日，在東普魯士的戰斗中，該團一天之內擊落29架納粹德軍飛機，自身無一損失。諾曼底-涅曼團共擊落了273架敵機。

這些法國飛行員深深地愛上了這種飛機，戰爭結束后，斯大林決定將這些戰斗機贈送給法國飛行員。1945年6月20日，法國飛行員駕駛著41架雅克-3戰斗機返回法國。這些雅克-3戰斗機在法國空軍一直服役到1947年。

為了徹底解決雅克-9戰斗機混合材質的問題，蘇聯研制了該系列的終極版——雅克-9P，1946年開始正式服役。膠合板蒙皮更換為?全金屬蒙皮?，提高了飛機的耐用性和維護性，是雅克螺旋槳戰斗機中技術最成熟的型號。雅克-9P主要由第153飛機制造廠生產，生產總數801架。